第12章-织物的力学性质课件

第第12章章 织物基本织物基本力学性质力学性质 织物基本力学性质v拉伸性能v撕裂性能v顶破性能v弯曲性能v耐疲劳性能v磨损性能如何规划织物如何规划织物测试方案测试方案？第第1节节 织物的拉伸性质织物的拉伸性质v1.拉伸性能的测试方法v1.1 机织物v(1)条样法条样法(Raveled-Strip Method)将织物扯去边纱到规定的宽度，并全部夹入夹持器内的测试方法，按照规定条件进行测试。v(2)抓样法抓样法(Grab Method)将一规定尺寸的织物试样仅一部分宽度被夹入夹钳内的试验方法v(3)切割条样法切割条样法(Cut-Strip Method)将剪切成规定尺寸的织物试样全部夹入夹钳内的实验方法。织物拉伸图1.2 针织物v不宜采用上述矩形试样作拉伸试验。原因：会出现显著的横向收缩，在夹头钳口处产生的剪切应力集中，使大多试样在钳口附近撕断，影响准确性。v试样形式：梯形或环形试样v优点：改善钳口处的应力集中现象，且伸长均匀性也比矩形试条好。2.织物的拉伸曲线 织物拉伸曲线对比v织物拉伸曲线特征与组成织物的纤维和纱线拉伸曲线基本相似v混纺织物的拉伸曲线保持所用混纺纤维的特性曲线形态（接近比例大的纤维）v织物结构不同，拉伸曲线有差异。v与织缩率有关。越大，在拉伸开始阶段伸长较大的现象越明显织物拉伸曲线3.织物拉伸性能指标v（1）断裂强度和断裂伸长率v（2）断裂功、断裂比功v注意：断裂强度和断裂比功计算4.织物的拉伸断裂机理拉伸过程（1）机织物v初始阶段，织物的伸长变形主要是由受拉系统纱线屈曲转向伸直引起的v后阶段，受拉系统纱线已基本伸直，伸长主要是纱线和纤维的伸长与变细（2）针织物v线圈取向变形，在较小受力下呈较大地伸长v取向变形完成以后，纱线段和其中的纤维开始伸长拉伸特点v（1）初始模量较低v（2）拉伸曲线有陡增现象v（3）织物破坏首先是纱线断裂，直至织物结构解体v（4）织物受拉过程中有束腰现象机织物纱线强度利用系数大于1？v经纬纱线在交织点处产生挤压，相互之间切向阻力增大，有助于织物强力增加，降低纱线强伸性能不匀的作用v针织物和无纺布不存在。织物密度(根数/10厘米)纱线的强度利用系数经纬经纬3392911.251.223002681.141.182572241.061.025.影响机织物拉伸性能因素（1）纤维性质v纤维性状v混纺纱线涤/棉织物性能低强高伸涤高强低伸涤断裂强度(N/5cm)纬422.4473.3经414.5496.9断裂伸长(%)纬35.329.2经31.319.6断裂功(Nm)纬16.17.8经13.48.5影响机织物拉伸性能因素（2）纱线的线密度和结构v纱线粗，强力高，经纬纱接触面积增加，纱线间切向滑动阻力增大，提高织物断裂强度。v股线强度高，织物强度高v捻度：在纱线达到临界捻系数之前，织物强度上升并达到最大值v捻向：捻向相同，交织点处纤维相互啮合，阻力增大，有利于提高强度纬向向纱线特数特数(tex)18236212422424829258织物物纬向向强强度度(N/5cm)833715.4916.3840.8961.4894.7985.9924.1影响机织物拉伸性能因素（3）经纬密度和织物结构v经密不变，纬密增加，织物纬向强度增加，经向减少上机张力增大，摩擦增加，织造中反复拉伸次数增加v纬密不变，经密增加，经向/纬向强度均增加经纬纱交织次数增加，摩擦阻力增加v断裂强度/伸长率：平纹斜纹缎纹v交织点越多，浮长线越短，经纬间挤压力增大，切向滑动阻力增大，强度提高；但纱线屈曲增多，织物伸长大，模量降低v经纬密度增加的影响还要考虑到织造过程的影响。影响机织物拉伸性能因素（4）上机张力v张力大，纱线负荷较大，多次开口，纱线强度损失大（5）测试条件v夹持长度：毛100mm，其它200mmv拉伸速度：毛织物203s，其它305sv温湿度：标准大气条件第2节 机织物的撕裂（撕破）性能v织物在使用过程中经常会受到集中负荷的作用，使局部损坏而断裂。织物边缘在一集中负荷作用下被撕开的现象称为撕裂，亦称撕破。v应用：评价后整理产品的耐用性v经向撕破强力试验经纱被拉断的试验v纬向撕破强力试验纬纱被拉断的试验1.撕破强力的测试方法v1.1 舌形法舌形法1.2 梯形法梯形法(Trapezoid method)1.3 落锤法落锤法(falling pendulum method)v快速的单缝型试验方法，近似于单缝法快速的单缝型试验方法，近似于单缝法v也称为冲击撕裂强力也称为冲击撕裂强力1.4 翼形法翼形法(Wing tear method)v从单缝法发展而来v适用于稀疏织物舌形尾部断裂强力斜纹缎纹 经纬密度增加、紧度增加vB.针织物vC.厚度v(4)后整理v柔软整理：利用柔软剂润滑作用，减少纤维及纱线间的摩擦阻力，以及织物与人体之间的摩擦阻力v硬挺整理：成膜高分子物质，硬挺光滑手感第5节 织物的耐磨损性v磨损织物间或与其他物质间反复摩擦，织物逐渐磨损破损的现象v1.磨损机理v（1）从浮在其表面纱线的屈曲波峰或线圈凸起弧段的外层开始，逐渐向内发展v（2）部分纤维受到磨损而断裂后，纤维端竖起，织物表面起毛v（3）纤维的碎屑脱落，部分纤维从纱线内抽出，纱线和织物变得松散v（4）纤维抽拔加据、纱线解体和织物局部变薄，重量减轻，直至出现破洞2.磨损原因v物体凸起部分P从织物A处移动到B处，产生碰撞、钩挂、拉扯与切割；C处挤压1.纤维疲劳2.纤维抽拔3.纤维切割4.表面磨损5.摩擦生热v（1）纤维疲劳v条件：织物结构不是过分紧密，纤维具有一定的强度、伸长率与弹性变形能力较大v现象：受撞击部位微量移动，避免切割损伤v结果：织物纤维片段与接触物体反复摩擦，纤维受到反复拉伸作用，产生疲劳，最终断裂v（2）纤维抽出v条件：纤维抱合力较小，纱线及织物结构较松v现象：勾挂明显时，出现纤维被拉出v结果：造成纱线、织物结构的松散v（3）纤维切割v条件：纤维抱合力较大，纱线及织物结构紧密，磨料较尖锐v现象：纤维片段难以移动，很易产生应力集中，导致纤维切割损伤v结果：在反复拉伸和弯曲下，裂口产生应力集中，使裂口扩大，以致使纤维断裂v（4）表面磨损v条件：纤维抱合力较大，纱线及织物结构紧密，磨料较细腻v现象：纤维表面磨损v结果：纤维两端和屈曲部位的表层出现零碎轻微的破裂，或原纤化结构，纤维变得脆弱，极易断裂v（5）摩擦生热v现象：物体表面温度上升，撞击区产生高温v影响：纤维变软，易于变形v 纤维熔融与塑性变形，增加接触面积而加速织物磨损3.测量方法v分为耐磨仪测量和实际穿着实验v3.1 耐磨仪测量v（1）平磨v平磨是指织物试样表面在定压下与磨料摩擦所受到的磨损。v模拟上衣肘部、裤子臀膝部、袜底、床单、沙发、地毯的磨损v（2）曲磨v试样在弯曲状态下反复与磨料摩擦所受到的磨损v模拟上衣肘部、裤子膝部等处磨损v（3）折边磨v织物试样在对折状态下，折边部位与磨料摩擦所受到的磨损v模拟上衣领口、袖口、袋口、裤边口及其他折边部位的磨损v（4）复合磨 v试样在反复拉伸和反复弯曲状态下与磨料摩擦所受到的磨损v模拟人体活动过程中的磨损v（5）翻动磨v试样在任意翻动状态下，受拉伸、弯曲、摩擦和撞击，并与磨料摩擦所受到的磨损。v模拟衣服在洗衣机中洗涤时的磨损v（6）表达指标v强度、厚度、重量、表面光泽、透气性、起毛起球、纱线断裂及织物破洞v常用指标v破洞或纱线断裂根数v剩余强度或强度下降百分率3.2 穿着试验v实际应用对象在实际工作环境中测试v多用于工作服、制服类服装衣料4.影响因素v主要决定于磨损条件、织物结构与纤维特性v（1）纤维的性状va.纤维的几何特征v长度：精梳棉与普梳棉织物、长丝织物与短纤维织物v细度：强力，抗弯性能，抱合v卷曲：抱合v截面：应力vb.纤维的力学性能v断裂伸长率、弹性回复率和断裂比功：疲劳破坏v锦纶、涤纶（低强高伸、高强低伸）、丙纶vc.合成纤维的软化点v（2）纱线性状va.捻度：纤维可移动性、接触摩擦面、纤维抽出vb.条干：粗（结构松）vc.单纱与股线：结构、抱合、可移动性v 平磨（线纱），屈曲磨、折边磨（线P1(P2)(P1)(Pc)2.动态疲劳v织物（或纤维、纱线）经受多次加负荷去负荷（负荷远远小于断裂负荷）的反复拉伸循环作用，即在重复（交变）外力或伸长作用下性能衰退直至破坏，称为动态“疲劳”现象。2.1 疲劳破坏机理v纤维塑变、滑移和发热v塑变纤维断裂v滑移纤维及纱线间，数量小，对织物无影响v发热纤维变形变易，性能衰退v织物疲劳主要是纤维疲劳与破坏和材料发热引起的性能衰退。大量纤维疲劳破坏后，织物才会疲劳解体2.2 定负荷疲劳及测试v在一次循环中，拉伸外力对织物做功为oabe面积S0；v回缩时织物对外所做的功是bec的面积Sev外力净做功是oabc面积Sv外力功使纤维产生塑变、断裂和滑移，及变形、滑移摩擦的生热损耗，故Se越大，S越小，织物的耐疲劳性越好v评价指标为弹性功回复率和弹性伸长回复率2.3 定应变疲劳及测试v定负荷测量中应变是在不断变小，作用相对较温和，p-易于达到循环（环重叠）v定应变测量中，负荷是不断增大的，相对作用较剧烈，p-较难达到循环2.4 疲劳极限与循环次数2.5 影响因素v（1）织物结构 织物结构越稳定，结构中弹性部分越多（纱线和纤维的弹性变形越多），越耐疲劳v（2）纱线和织物的耐疲劳性v（3）试验和使用条件 温湿度越高，织物越易疲劳 作用频率越高、停顿时间越小，材料的缓弹性及松弛越难发生，织物越易疲劳思考题v1.织物的拉伸断裂强度与纤维、纱线、织物的哪些性能因素有关？v2.简述影响织物的撕破强度性能因素。v3.试比较普通棉布与医用纱布的撕裂强度大小，并说明原因。v4.为什么织物经抗皱整理后撕破强度下降？v5.织物顶破时，出现直线形或“L”形裂口的原因是什么？v6.织物疲劳破坏的原因有哪些。如何测试其抗疲劳破坏性能？v7.织物的磨损的机理（原因）是什么。v8.织物（或针织物）在穿着中磨损的基本类型有哪几种？哪些结构参数对这几种磨损性能影响较大。v9.简述织物耐磨性的测量方法。